1 SOLUC, SISTEM COLOID. AGR. 2023-0.ppt FISIOLOGIA VEGETAL
- 1. ING. M.SC. FERNANDO S. GONZALES HUIMAN FISIOLOGÍA VEGETAL UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARÍA DE LA SELVA TINGO MARÍA SEMESTRE 0 – 2023.
- 2. LA CÉLULA La célula es el componente básico de todos los seres vivos. El cuerpo humano está compuesto por billones de células. Le brindan estructura al cuerpo, absorben los nutrientes de los alimentos, convierten estos nutrientes en energía y realizan funciones especializadas. Las células también contienen el material hereditario del organismo y pueden hacer copias de sí mismas.
- 3. Las funciones que desempeñan y al tipo de metabolismo que poseen. La célula vegetal cuenta con estructuras distintivas que le permiten llevar a cabo el proceso de fotosíntesis. Todos los organismos pertenecientes al reino vegetal son fotoautótrofos, es decir, son capaces de sintetizar su propio alimento mediante la fotosíntesis. Durante este proceso, a partir de materia inorgánica (agua, dióxido de carbono) y el aprovechamiento de la energía del sol, las plantas elaboran materia orgánica (glucosa) que utilizan o almacenan, y oxígeno, que liberan a la atmósfera. A diferencia de los vegetales, los animales son heterótrofos, por lo que necesitan alimentarse de otros seres vivos para obtener su fuente de materia orgánica. A pesar de esta diferencia en la forma en la que obtienen su alimento, tanto las células vegetales como las animales realizan la respiración celular, proceso por el cual obtienen energía (ATP) a partir de la oxidación de materia orgánica.
- 4. 4 TIPOS DE CELULAS Las células son los bloques estructurales básicos de los seres vivos. Todas las células se pueden clasificar en dos grupos: eucariotas y procariotas. Las eucariotas tienen núcleo y orgánulos envueltos por una membrana, mientras que las procariotas no. Las plantas y los animales están constituidas por un gran número de células eucariotas, mientras que muchos de los microbios, como las bacterias, son células individuales. Se estima que el cuerpo adulto de un humano contiene entre 10 y 100 billones de células.Las células procariotas son más simples y primitivas (se cree que aparecieron antes que las eucariotas). El prefijo pro significa primitivo y el sufijo cario hace referencia al núcleo, son células que carecen de un núcleo verdadero, ya que no tienen una membrana nuclear que rodee al ADN. Las células eucariotas son más complejas y más recientes. El prefijo eu significa verdadero, son células que presentan un núcleo bien diferenciado ya que poseen una membrana nuclear que rodea al ADN.
- 5. Estudian las células. Microscopía óptica Al microscopio óptico podemos observar células vivas o células muertas fijadas y coloreadas. Se pueden observar células vivas sin someterlas a ningún tipo de manipulación, manteniéndolas durante su estudio en el medio adecuado. La microscopía óptica nos permite conocer la microestructura de muestras biológicas e inorgánicas mediante la interacción con un haz de luz (fotones). Los aumentos en MO vienen dados por el producto del la magnificación de los oculares con la de las lentes- objetivos. Los métodos de estudio de la célula, nos han permitido descubrir y observar tanto la composición como las estructuras de las unidades más pequeñas capaces de vivir por si mismas, las células. La Biología celular se inició gracias al desarrollo de una herramienta imprescindible como fue el microscopio óptico. Sin estas técnicas de estudio hubiera sido imposible su conocimiento.
- 7. •Root anatomy and root endophytes in Podocarpus parlatorei.
- 8. El descubrimiento de la célula Las células vegetales se descubrieron por primera vez en el siglo XVII por el científico Robert Hooke, un genio cuyas contribuciones a la ciencia fueron amplias y diversas. En 1665, publicó el libro titulado "Micrographia" que contenía los dibujos y las descripciones de los objetos se habían observado a través del microscopio. Este libro contenía el primer uso histórico de la palabra "célula" para describir la unidad básica de la vida. 2. Siglo XVII 1664. R. Hooke donde describe la primera evidencia de la existencia de las células. Estudió el corcho y vio una disposición en forma de panal de abeja. A cada camarita la llamó celdilla o célula. Aunque no intuyó que aquellas celdas eran la unidad funcional de los seres vivos, la denominación de célula ha permanecido para nombrar a lo que había dentro de esas camaritas y luego se aplicó también para los descubrimientos en los animales. Dibujo hecho por R. Hooke que representa a láminas de corcho vistas al microscopio. A cada una de las estructuras huecas que forman el entramado a modo de panal de abeja les llamó celdillas o células. 1664.
- 10. F. V. Raspai Dibujo de tejido graso que aparece en Chemie organique fondé sur des méthodes nouvelles d'observation por F. V. Raspail (1833). Siglo XIX 1820-1830. La gestación de la teoría celular comenzó en Francia con H. Milne- Edwards y F. V. Raspail, que observaron una gran cantidad de tejidos de animales diferentes y publicaron que los tejidos estaban formados por unidades globulares, pero con desigual distribución. Incluyeron a los vegetales y además dieron a estas vesículas un contenido fisiológico. R. J. H. Dutrochet, también francés, escribió "si uno compara la extrema simplicidad de esta estructura chocante, la célula, con la extrema diversidad de su contenido, está claro que constituye la unidad básica de un estado organizado, en realidad, todo es finalmente derivado de la célula“.
- 11. Antony van Leeuwenhoek (Delft, 1632-1723). Fue Anton van Leeuwenhoek, un comerciante holandés que a finales del siglo XVII descubrió la vida microscópica. Sin estudios universitarios, Leeuwenhoek fue el primero en ver animales unicelulares, bacterias, glóbulos rojos y espermatozoides. Y todo con sus microscopios caseros, y una curiosidad insaciable, como únicos instrumentos. Observar algunas células como protozoos y glóbulos rojos. Dibujos de bacterias y protozoos observados por Leeuwenhoek
- 12. En 1838, Schleiden y Schwann: Plantas y animales están compuestos de grupos de células y que éstas son la unidad básica de los organismos vivos.. 12 En 1880, August Weismann: todas las células actuales tienen sus orígenes en células ancestrales. En 1855, Rudolph Virchow establece que sólo se formaban células nuevas a partir de una célula preexistente (no se forman por generación espontánea).
- 13. 13 En 1902, fue nombrado director del "Laboratorio de Investigaciones Biológicas", un centro de investigación fundado por orden de Su Majestad el Rey Alfonso XIII con motivo de la concesión en 1900 del Premio Moscú a Santiago Ramón y Cajal. Este laboratorio nacional dio origen al Instituto Cajal en 1922, que luego se incorporó al CSIC el 24 de noviembre de 1939. Santiago Ramón y Cajal es a menudo nombrado "padre de la neurociencia moderna" por sus estudios sobresalientes sobre la anatomía microscópica del sistema nervioso, sus observaciones sobre la degeneración y regeneración del sistema nervioso y por sus teorías sobre la función, el desarrollo y la plasticidad de prácticamente todo el sistema nervioso.
- 14. LA TEORÍA CELULAR Que, los seres vivos están compuestos por una o más células, que la célula es la unidad básica de la vida y surgen a partir de células ya existentes. Es una teoría que se encarga de describir todas las propiedades básicas de todas las células. Estos estudios y los realizados posteriormente permitieron establecer en el siglo XIX lo que se conoce como Teoría Celular, que dice lo siguiente: •La teoría celular afirma que los seres vivos están compuestos por una o más células, que la célula es la unidad básica de la vida y surgen a partir de células ya existentes. •Es una teoría que se encarga de describir todas las propiedades básicas de todas las células. •Indica que las células son portadoras de material genético el cual se transmite a las células hijas por medio de la división celular.
- 15. •En las células donde suceden todas las reacciones bioquímicas fundamentales para la vida. •Establece que las células tienen la capacidad de nutrirse, de relacionarse y de reproducirse. •La teoría celular es un postulado parte de la biología que indica que la célula es la estructura básica de todo ser vivo, en otras palabras, establece que todos los seres ya sean plantas, animales u hongos, se componen de células como unidades básicas pero éstas al mismo tiempo son diferentes y únicas. En este aspecto es importante recordar que la célula es la estructural y funcional de los seres vivos.
- 16. LA CÉLULA
- 17. Es una ciencia que estudia el funcionamiento a nivel celular y a nivel de comunidad, analizando los procesos y funciones que gobiernan su crecimiento y desarrollo de las plantas debido a los cambios en el medio ambiente que los rodea. Citoplasma, compartimentado por membranas, destacando la existencia de un núcleo celular organizado, limitado por una envoltura nuclear, en el cual está contenido el material hereditario, que incluye al ADN y ATP.
- 18. La Célula vegetal, contiene plastidios, estructuras rodeadas por una membrana, que sintetizan y almacenan los alimentos de la célula, es un sistema muy complejo que se encarga de intercambios intenso de energía y que presenta áreas extensas de la interfase. Su formas y tamaños suelen ser muy variados. Todas las partes de los vegetales están por células. Los vegetales como la levadura, diatomeas, y otros están constituidos por una sola célula capaz de llevar una vida independiente y realizan, por tanto, todas las funciones vitales. Son vegetales unicelulares. Otros están formados por varias células que dependen de su integración con otras células para vivir. Estos vegetales pluricelulares constituyen la mayor parte de las especies existentes.
- 19. RELACIONES CON OTRAS CIENCIAS
- 20. Etimológicamente, Fisiología Vegetal es el conocimiento (logos) físico de las plantas. Todo proceso de las plantas tiene una base físico- molecular. La Fisiología Vegetal estudia los procesos que tienen lugar en las plantas. Estudia cómo funcionan las plantas y explica los fundamentos físicos de dicho funcionamiento sobre bases estructurales a diferentes niveles: molecular, celular, de tejidos, de órganos y de planta entera. Explica los mecanismos de Explica los mecanismos de crecimiento y desarrollo de las plantas y sus respuestas a los agentes externos.
- 21. LOS NIVELES DE ORGANIZACIÓN. Cuando hablamos de vida se nos hace realmente imposible pensar en la gran variedad de seres que pueden ser considerados como vivos por presentar características y elementos propios de este grupo. Podemos encontrar organismos vivos con formas, tamaños y funciones diferentes, lo cual nos permite deducir que cada uno de ellos desempeña acciones complejas y como tal la manera en que se desarrollano constituyen es también diferente a la de los otros seres. Sin embargo para comprender un poco mas a fondo la inmensa variedad de misterios que esconden los organismos vivos, es necesario detallar la estructura organizad en grados de interrelación que forman parte de los seres vivos y esto se logra analizando mas a fondo la ordenación interna y externa de cada ser viviente. Los átomos y moléculas se organizanpara formar células, las moléculas para formar las células, las células para formar los tejidos, los tejidos para formar órganos, los órganos para formar aparatos y sistemas, y éstos forman el total llamado ser vivo. Un grupo de individuos que comparten las mismas características genéticas (una especie) forma una población, un grupo de poblaciones diferentes constituyen una comunidad, lascomunidades actúan recíprocamente con su ambiente para constituir un Bioma, la suma de todos ecosistemas y comunidades en la Tierra es la Biosfera.
- 24. LA CAPICIDAD DE CRECIENTER EN FISIOLOGÍA VEGETAL Desde que germina la semilla, a medida que pasa el tiempo, la planta va creciendo. Sus células se dividen y multiplican y luego se alargan; el efecto, por supuesto, es que la planta aumenta en tamaño y peso. Sin embargo, el crecimiento no es uniforme en toda la planta. Se encuentra localizado en las zonas meristemáticas, las que producen células que formarán nuevos tejidos y órganos. Estas zonas se encuentran ubicadas en los ápices tanto del tallo como de la raíz, en las axilas de las hojas, en la base de las hojas de gramíneas, y en los tallos, lo que les permite crecer en grosor. El hecho de que existan los meristemas en los vegetales permite establecer diferencias con el crecimiento de los animales: a) El crecimiento de los vegetales es indefinido o indeterminado. El vegetal continúa creciendo durante toda la vida del individuo o al menos mientras las condiciones ambientales permitan. En el animal el tamaño es definido por la especie y menos susceptible a cambios por factores externos. b) El crecimiento se produce en áreas localizadas, los meristemas. En animales, el crecimiento se produce en el organismo todo en etapas tempranas hasta que cesa y únicamente se produce división celular para reemplazar células viejas.
- 26. CITOPLÁSMA El citoplasma está compuesto por el hialoplasma o citosol, disolución acuosa de moléculas orgánicas e iones, y los orgánulos citoplasmáticos, como los plastos, mitocondrias, ribosomas, aparato de Golgi, retículo endoplasmático y vacuolas. En las células meristemáticas (células indiferenciadas), las membranas del retículo endoplásmico son relativamente escasas y están enmascaradas por los numerosos ribosomas que llenan el citosol. El gran desarrollo del retículo endoplásmico durante la diferenciación celular se relaciona con la intensa hidratación que experimenta el citoplasma. Este proceso da lugar a enormes vacuolas que se llenan de líquido que se suelen unir entre sí. Como resultado, el citosol en ocasiones queda reducido a una fina capa debajo de la membrana plasmática.
- 27. CITOSOL, HIALOPLASMA O MATRIZ CITOPLASMÁTICA: El citosol o matriz citoplasmática es el líquido alojado dentro de las células, constituyendo la mayor cantidad de fluido intracelular. Su estructura está dividida por membranas en compartimientos, como por ejemplo la matriz mitocondrial, la cual separa a la mitocondria en múltiples partes. Su estructura está dividida por membranas en compartimientos, como por ejemplo la matriz mitocondrial, la cual separa a la mitocondria en múltiples partes. En las células eucariotas, el citosol es líquido de la matriz que rodea a los organelos, ubicado por dentro de la membrana celular separado del citoplasma. En células procariotas el citosol es el medio en el cual se desencadenando reacciones químicas del metabolismo. ORGANELAS: Estructuras estables del citoplasma que cumplen una función específica. El citosol no tiene una función determinada o única, sino que es un medio en el que se producen una gran cantidad de procesos celulares.
- 29. Ribosoma Los ribosomas son orgánulos citoplasmáticos no delimitados por la membrana del ácido ribonucleico (ARN) y proteínas ribosómics, que constituyen una máquina molecular presente en todas las células (excepto en los espermatozoides). Son los centros celulares de traducción que hacen posible la expresión de los genes. Es decir, son los encargados de la síntesis de proteínas a partir de la información contenida en el ADN, que llega transcrita a los ribosomas en forma específicamente de ARN mensajero (ARNm). Las células eucariotas (núcleo definido), los ribosomas tienen la importante función de sintetizar o traducir la información para la producción de proteínas. Células vegetales Las células vegetales tienen una membrana plasmática y alrededor de esta una pared celular.
- 30. Los ribosomas se caracterizan por estar presentes en la gran mayoría de las células de todos los seres vivos. Tanto en células procariotas (núcleo indefinido) y células eucariotas (núcleo definido), los ribosomas tienen la importante función de sintetizar o traducir la información para la producción de proteínas. Células vegetales Las células vegetales tienen una membrana plasmática y alrededor de esta una pared celular. Al igual que la célula animal contiene: Aparato de Golgi, lisosomas, mitocondrias, retículo endoplasmático liso y rugoso, vacuolas, ribosomas y núcleo diferenciado. Los ribosomas son los encargados de producir las proteínas y participan en el control genético de la célula. Para esto, el ribosoma sigue los siguientes pasos: 1.Obtiene y lee la información del ARN mensajero. 2.Traduce dicha información a una secuencia de aminoácidos. 3.Se crean los bloques que forman a las proteínas, que no se acomodan al azar, sino que ocurre de forma predeterminada y ordenada.
- 32. Todas las proteínas están formadas por aminoácidos. Entre los seres vivos se han descubierto hasta ahora 20 aminoácidos. En el código genético, cada aminoácido está codificado por uno o varios codones. En total hay 64 codones que codifican 20 aminoácidos y 3 señales de parada de la traducción. Esto hace que el código sea degenerado y que haya varios codones diferentes para un mismo aminoácido. Por ejemplo, en el citoplasma de una célula eucariota, el proceso con la secuencia de ARN mensajero que se indica sería este:3 •AUG le indica que tiene que empezar a ensamblar la proteína. Es un codón de iniciación. Ensambla una metionina. •GCC es alanina. Toma una alanina y la une a la metionina. •AAC es asparagina, lo une con la alanina. •GGC es glicina, lo ensambla a la asparagina. •AUG era el símbolo de iniciación, pero el proceso ya ha comenzado. Une una metionina con la glicina anterior. •CCU es prolina. Ensambla la prolina a la metionina. •ACU es treonina. Ensambla la treonina con la prolina. •UAG es el codon de terminación. Deja de ensamblar la proteína.
- 33. ES SU FUNCIÓN: •Los ribosomas son responsables de la síntesis de proteínas, en un proceso conocido como traducción. El ARN de transferencia lleva los aminoácidos a los ribosomas donde se incorporan al polipéptido en crecimiento. •En cualquier caso, ¿cuál es la función del ribosoma en la célula procariota? •La función más importante del ribosoma es la síntesis de las proteínas, elemento esencial para el funcionamiento general de todos los seres vivos. En el caso de los ribosomas de las células procariontes, el ribosoma traduce la información del ARN mensajero (ARNm o mRNA) directa e inmediatamente. •En la célula eucariota, las subunidades que forman los ribosomas se sintetizan en el nucleolo. Una vez formados, estas subunidades atraviesan los poros nucleares y son funcionales solo en el citoplasma cuando se unen las dos subunidades a un molécula de ARN. Los ribosomas son máquinas para la traducción.
- 34. El retículo endoplásmico rugoso y liso. También es parte del retículo endoplásmico y se encuentra tanto en células vegetales como animales. Se caracteriza por la presencia de ribosomas. Entonces, tiene una apariencia rugosa. El retículo endoplásmico liso es una estructura muy tubular y forma parte del retículo endoplásmico. Está presente tanto en células animales como vegetales y se caracteriza por la ausencia de ribosomas. Entonces, tiene una apariencia suave. Su función principal es el metabolismo de los lípidos y las hormonas esteroides. También almacena estas moléculas y juega un papel importante en su empaque en forma de vesículas para luego transferirlas a diferentes partes. Por tanto, el retículo endoplásmico liso se encuentra en abundancia en las células que se ocupan de la producción de lípidos, por ejemplo, las células de las glándulas. También juega un papel en la desintoxicación del cuerpo de las drogas y los desechos que se producen durante las diferentes actividades metabólicas.
- 36. PEROXISOMAS Los peroxisomas son paquetes unidos a membranas de enzimas oxidativas. En las células vegetales, los peroxisomas desempeñan una variedad de funciones, incluida la conversión de ácidos grasos en azúcar y la asistencia a los cloroplastos en la fotorrespiración. En las plantas, los peroxisomas juegan un papel importante en la germinación y fotosíntesis de las semillas. Durante la germinación de las semillas, las reservas de grasa se movilizan para reacciones anabólicas que conducen a la formación de carbohidratos. Esto se denomina ciclo del glioxalato y comienza con la β-oxidación y también con la generación de acetil CoA. En las hojas, los peroxisomas previenen la pérdida de energía durante la fijación fotosintética del carbono mediante el reciclaje de los productos de la fotorrespiración. Una enzima crucial llamada ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa / oxigenasa (RuBisCO) es necesaria para la fotosíntesis, que cataliza la carboxilación de ribulosa-1,5-bisfosfato (RuBP).
- 37. PEROXISOMAS
- 38. Las mitocondrias, conocidas a veces como condriosomas, son organelos muy especializados que se encuentran en el citoplasma de las células eucariotas, tanto animales, vegetales, hongos y protistas. Son unidades pequeñas dentro de la célula y que llevan a cabo funciones específicas para el desarrollo de las mismas. La mitocondria es uno de los organelos más importantes de la célula eucariota. Dentro de ella se llevan importantes procesos en una exacta maquinaria en la que intervienen diferentes proteínas, moléculas, canales y membranas. Es tan avanzada, que incluso se ha postulado que fue originada a partir de una célula procariota que engulló a una bacteria aeróbica hace millones de años. En este artículo de Ecología Verde hablaremos sobre las mitocondrias, su función y su estructura. El número de mitocondrias varía según su tipo de célula. MITOCONDRIAS
- 39. Más bien estamos hablando de las funciones de dicho organelo celular. Por lo tanto, ocurren dos importantes procesos. La función principal de la mitocondria como organelo celular es la respiración celular mediante el uso de oxígeno y, además, la producción de energía química necesaria para que la célula lleve a cabo sus reacciones bioquímicas. A continuación, vamos a verlos más detalladamente. Respiración celular mediante el uso de oxígeno: son el ciclo de Krebs, una ruta metabólica en la que se libera energía por la oxidación del acetil coenzima A, el ya mencionado proceso de fosforilación oxidativa y la cadena de transporte de electrones. Producción de energía química: se guarda en forma de ATP o adenosintrifosfato, ya que este fosfato genera un enlace de gran energía. Este ATP es catalizado con ayuda de la enzima transmembranal ATP sintasa, a partir de la oxidación de aminoácidos, ácidos grasos y azúcares, y es esto a lo que se le conoce como fosforilación oxidativa.
- 40. MITOCONDRIAS
- 41. La envoltura nuclear, membrana nuclear, nucleolema o carioteca, es una estructura de doble unidad de membrana lipídica con poros, que delimita el núcleo característico de las células eucariotas. La membrana nuclear consta de dos unidades de bicapa lipídica con proteínas: la membrana nuclear interna (Inner Nuclear Membrane (INM), en inglés) y la membrana nuclear externa (Outer Nuclear Membrane (ONM), en inglés) era vista en el pasado como membrana nuclear única y simple. El espacio entre las membranas se llama espacio o #Cisterna perinuclear, mide ~40 nanómetros (nm) de ancho y se continúa con el lumen interior del retículo endoplásmico, del que la envoltura nuclear procede. La membrana nuclear tiene muchos pequeños orificios llamados poros nucleares que permiten que las moléculas se muevan hacia dentro y hacia fuera del núcleo. El agua y los solutos se mueven mediante difusión simple, en tanto que las proteínas son transportadas. ENVOLTURA NUCLEAR:
- 44. La condensación de ADN se refiere al proceso de compactar moléculas de ADN in vitro o in vivo . Los detalles mecanicistas del empaquetamiento del ADN son esenciales para su funcionamiento en el proceso de regulación génica en los sistemas vivos. El ADN condensado a menudo tiene propiedades sorprendentes, que no se podrían predecir a partir de los conceptos clásicos de soluciones diluidas. Por tanto, la condensación de ADN in vitro sirve como sistema modelo para muchos procesos de la física , la bioquímica y la biología . El diámetro del ADN es de aproximadamente 2 nm, mientras que la longitud de una sola molécula estirada Envoltura Nuclear Retículo endoplasmático:
- 45. Organelos celulares Organelos Celulares (y sus funciones) Los organelos u orgánulos celulares son las estructuras que están en el interior de toda célula. Varían en morfología y se diferencian entre sí por la función que cada uno cumple dentro de la célula. Por ejemplo: las mitocondrias, el aparato de Golgi, los ribosomas. Los organelos están presentes en las células eucariotas y procariotas. El tipo y número de organelos que una célula posee depende directamente de su función y estructura. Por ejemplo: las células vegetales poseen el organelo cloroplasto (que se ocupa de la fotosíntesis).
- 46. The McGraw-Hill Companies © 2009 McGraw-Hill Interamericana Editores. Se requieren permisos de parte de los editores para reproducir o proyectar.
- 47. LAS SOLUCIONES La fisiología vegetal describe y explica las funciones de cada órgano, tejido, célula y organelo celular de las plantas, así como la de cada constituyente químico: ión, molécula y macromolécula. Si se considera que los procesos y funciones son dependientes y sufren modificaciones por factores externos la fisiología vegetal permite describir y explicar la forma en que los procesos y funciones responden a esos cambios. Por factores externos se hace referencia a aquellos como la luz, la temperatura, la humedad y otros que modifican las condiciones en que se desarrollan las plantas. Es la actividad natural de cualquier parte de la planta, un proceso es una secuencia continua y natural de eventos en plantas vivas, tales como fotosíntesis, respiración, traslocación, transpiración, floración, etc. Es una ciencia muy completa dado que los métodos que aplica se basan en muchas otras ciencias, aunque las principales aportaciones vienen por el lado de la química y la física.
- 48. Son mezclas homogéneas de sustancias en iguales o distintos estados de agregación. La concentración de una solución constituye una de sus principales características. Esá compuesto por un soluto y un solvente. Las soluciones verdaderas se diferencian de las soluciones coloidales y de las suspensiones en que las partículas del soluto son de tamaño molecular, y se encuentran dispersas entre las moléculas del solvente. Las soluciones nutritivas representan un medio excelente para regular la cantidad y la proporción relativa de la sales minerales suministradas a las plantas en cualquier experimento. En una solución de cultivo típica, las plantas se mantienen con las raíces sumergidas en la solución que contiene los elementos nutritivos. Es necesario que la solución se mantenga oxigenada mediante burbujeo de aire, los nutrientes y el pH de la solución dentro d niveles adecuados y otras condiciones como luz y temperatura.
- 49. Solubilidad en agua según Temperatura Prof. S. Casas-Cordero E.
- 51. LA IMPORTANCIA DE LA SOLUCIÓN NUTRITIVA EN LA HIDROPONÍA En hidroponía, gran parte del éxito es utilizar la solución nutritiva adecuada, ya que los sustratos y el agua no aportan los nutrientes necesarios para el óptimo desarrollo de las plantas. Una solución nutritiva, es un conjunto de sales minerales disueltas en el agua, esta mezcla debe estar balanceada y equilibrada a partir de un análisis de la especie vegetal a cultivar, su etapa fenológica, del agua y de las condiciones ambientales que se tengan. Para que un nutriente se considere esencial para la planta, debe cumplir con tres requisitos: debe ser vital para completar su ciclo de vida, sus funciones no podrán ser sustituidas por otro elemento y éste debe estar directamente involucrado en su metabolismo. Las fuentes de los diversos minerales son fertilizantes solubles que normalmente aportan varios nutrientes, como el ácido fosfórico (H3PO4) y sulfato de potasio (K2SO4). Para que la mayoría de los elementos esenciales estén disponibles, la solución nutritiva se debe tener un pH entre 5.5 y 6.
- 52. Solubilidad y Temperatura Prof. S. Casas-Cordero E.
- 53. Concentración de las soluciones. •La concentración de una solución expresa la cantidad de soluto presente en una cantidad dada de solución. •Los términos concentrado y diluido son meramente expresiones relativas, en donde ninguna de las dos nos da una indicación de la cantidad exacta del soluto presente. Por lo tanto se necesitan métodos cuantitativos exactos que expresen la concentración.
- 54. Prof. S. Casas-Cordero E.
- 55. Es un sistema formado por dos fases en este caso por un medio continuo y un dispersante. Los coloides se clasifican en: 1. Dispersiones coloidales: Sustancias insolubles agrupadas en masas que contienen muchas moléculas individuales. Los coloides fueron por primera vez descritos por el químico ingles Thomas Grahan, en 1860. Sustancias que no filtran a atraves de una membrana semipermeable (proceso denominado DIÁLISIS). Diálisis separa componentes que no pueden ser filtrados. Es un sistema formado por dos fases en este caso por un medio continuo y un dispersante. Los coloides se clasifican en: 1. Dispersiones coloidales: Sustancias insolubles agrupadas en masas que contienen muchas moléculas individuales. SISTEMAS COLODALES
- 56. Los coloides se clasifican en: 1. Dispersiones coloidales: Sustancias insolubles agrupadas en masas que contienen muchas moléculas individuales. 2. Soluciones macromoleculares: Como soluciones acuosas de proteínas, polisacáridos o altos polímeros en solventes orgánicos (gomas, resinas, nylon). Los coloides en la industria farmacéutica e industrial. Las industrias se aplican coloides para la preparación de tintura de lana, el curtido y tintura de piel, blanqueo de papel, colorantes y aromas para la industria alimentaria, pinturas, desodorantes, colorantes, barnices, depuración de gases y aguas, síntesis química.
- 57. ES UN COLOIDE Coloide es una sustancia cuyas partículas pueden encontrarse en suspensión en un líquido, merced al equilibrio coloidal; dichas partículas no pueden atravesar la membrana semi-permeable de un osmómetro. Se basa en el tamaño de las partículas que lo forman, llamadas micelas. Poseen un tamaño bastante pequeño, tanto que no pueden verse con los mejores microscopios ópticos, aunque son mayores que las moléculas ordinarias. Poseen un tamaño bastante pequeño, tanto que no pueden verse con los mejores microscopios ópticos.
- 58. Las diminutas partículas de arcilla, grava, arena y limo que componen el suelo reciben el nombre de coloides. Las plantas obtienen sus nutrientes de los minerales disueltos en el agua del suelo. Estos nutrientes, que poseen iones de carga positiva o “cationes”, son atraídos por la superficie de los coloides, cargada negativamente, partículas no pueden atravesar la membrana semi-permeable de un osmómetro. Las partículas que forman los sistemas coloidales tienen un tamaño comprendido entre 50 y 2.000 Aº Los cationes de los nutrientes, de carga positiva, se pegan a la superficie de los coloides, de carga negativa, para conseguir el estado neutro.
- 59. En las dispersiones coloidales se distinguen dos partes: •a. Fase dispersa: las llamadas micelas. •b. Fase dispersante: en las que están dispersas las partículas coloidales. TIPOS DE SISTEMAS COLOIDALES: En la actualidad se sabe que cualquier sustancia, puede alcanzar el estado coloidal, ya que la fase dispersante como la fase dispersiva, pueden ser una gas, un líquido o un sólido, excepto que ambos no pueden estar en estado gaseoso, son posibles ocho sistemas coloidales:
- 60. SÓLIDOS CRISTALINOS O VERDADEROS 1. Iónicos: Nodos: iones alternados Fuerzas coulómbicas:PF PE Conducción e- : T° amb NO fundidos SI NaCl, KCl, Na NO3, K2 SO4 2. Moleculares: Nodos: moléculas: CO2; H2O Átomos: Ar; He o Fuerzas de V.der W: PF o Deformables o No conducen e- Con Retículo Forma geométrica definida PF definido
- 61. Factor de estructura y morfología de las micelas Otra forma de controlar la estructura de las micelas es a traveś del factor estructura F. El factor de estructura se define como F= Vo/ao.lc donde Vo y lc son el volumen y el largo crítico de la cadena alifática del surfactante y ao es el área efectiva del grupo polar del surfactante, cuya magnitud depende de las repulsiones entre los grupos polares del surfactante en la micela.
- 62. PROPIEDADES DE LOS SISTEMAS COLOIDADES Las propiedades esenciales de las dispersiones coloidales pueden atribuirse al hecho de que la relacin entre la superficie y el volumen de las partculas es muy grande. En una solucin verdadera, el sistema consiste de una sola fase, y no hay superficie real de separación entre las partculas moleculares del soluto y del solvente. Propiedades cinéticas: - movimiento de browniano . Propiedades ópticas: - dispersión de la luz(efecto de tyndall) . Propiedades eléctricas: - las partículas coloidales están cargadas eléctricamente con respecto al medio dispersante.
- 63. LOS COLOIDES El radio de las partículas de la fase dispersa está comprendido entre 0,001 µm y 0,1 µm (1nm a 1.000 nm). En su sedimentación es muy baja, por lo que se consideran los coloides como mezclas estables; aunque suelen tener un aspecto turbio. Los coloides tienen un conjunto de características propias, tales como el efecto Tyndall. Este consiste en que las partículas de la fase dispersa son capaces de dispersar la luz en todas direcciones. Los coloides, debido a su afinidad por el agua, se clasifican en hidrofílicos e hidrofóbicos. Además, de estos, existe para ellos la siguiente clasificación: emulsión, emulsión sólida, sol, gel, espuma, espuma sólida, aerosol líquido y aerosol sólido.
- 64. a) Suspensiones. Ofrecen las siguientes características: - Con toda propiedad pueden ser considerados como suspensiones finísimas de polvo, lo que nos indica de que las partículas de la fase dispersa son sólidas. - Son coloides casi siempre artificiales, es decir, productos sintéticos de laboratorio. - Se llama también coloides inestables, coloides hidrófobos y coloides micelares. b) Emulsiones. Estos presentan las siguientes características: - Pueden ser consideradas como suspensiones de gotitas finísimas de agua lo que nos indica que las partículas de la fase dispersa son liquidas. - Son coloides naturales. - Se llaman también: Estables: En virtud de que no se alteran fácilmente. Hidrófilos: Se llaman así a causa de que las partículas de la fase dispersa tienen la propiedad de que en presencia del agua se hidratan e hinchan e imbiben.
- 65. PREPIEDES DEL COLODIDES Absorción: Es el coloidales tienen una relación área/masa extremadamente grande, Van der Waals. Efecto Tyndall: Hace visible cuando atraviesa un sistema coloidal. Movimiento browniano: En 1827, mientras estudiaba con el microscopio el comportamiento de los granos de polen suspendidos en agua. El movimiento browniano impide que las partículas coloidales se asienten o formen sedimentos el comportamiento de los granos de polen suspendidos en agua. El movimiento browniano impide que las partículas coloidales se asienten o formen sedimentos. (N2, O2, Ar, Cr2, etc.).
- 66. Electroforesis: Las partículas coloidales absorben iones en su superficie cargándose positiva o negativamente, aunque todo el sistema coloidal es eléctricamente neutro, estas partículas viajan hacia los electrodos (cátodo y ánodo) mediante fuerzas eléctricas de atracción. Diálisis. La diálisis no es una propiedad exclusiva de los coloides, puesto que ciertas soluciones también se pueden dializar. Se utilizan como membranas dialíticas, el celofán y las membranas de origen animal.
- 67. Sedimentación. Las partículas coloidales se mantienen en suspensión, pero es posible su sedimentación (floculación) cuando se someten a un fuerte campo gravitatorio. Elevada viscosidad. Las dispersiones coloidales son muy viscosas porque contienen moléculas de gran tamaño; su viscosidad se incrementa a medida que aumenta la masa molecular o el número de partículas coloidales.
- 68. * Elevada adsorción. La adsorción es la capacidad de atracción que ejerce la superficie de un sólido sobre las moléculas de un líquido o un gas. El poder adsorbente de las partículas coloidales facilita la verificación de reacciones químicas. * Diálisis. Esta membrana permite el paso de moléculas de pequeño tamaño (sales minerales, iones) y de agua, e impide el de las macromoléculas o partículas coloidales. La membrana celular actúa como una membrana de diálisis que permite el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior celular, e impide la salida de las macromoléculas que quedan en el interior.
- 69. LOS COLOIDES PROTECTORES Son hidrófilos y su acción estabilizadora se debe por la formación de una capa mono molecular la cual rodea a las gotas del coloide hidrófobo. La parte hidrocarbonada esta dirigida hacia dentro atraídas por las moléculas del aceite; y los grupos polares, están dirigidos hacia la superficie atraídos por el conjunto de moléculas de agua. •La dispersión coloidal ha sido definida tradicionalmente como una suspensión de pequeñas •partículas en un medio continuo. Los coloides son sustancias que consisten en un medio, •homogéneo y de partículas dispersadas en dicho medio. Estas partículas se caracterizan por, •ser mayores que las moléculas pero no lo suficientemente grandes como para ser vistas en el •microscopio.
- 70. SOLUBILIDAD La solubilidad es la capacidad de un cuerpo o de una sustancia determinada (llamada soluto) de disolverse en un medio determinado (llamado solvente); es decir, es la cantidad máxima de un soluto que un solvente puede recibir en determinadas condiciones ambientales. El soluto es la sustancia que se disuelve en un determinado solvente. El disolvente o solvente es la sustancia en la que se disuelve un determinado soluto. El solvente se encuentra en mayor cantidad que el soluto en una disolución. La solubilidad se puede expresar mediante unidades de concentración, como la molaridad o la molalidad, por ejemplo. La concentración molar (referida a la molaridad) se define como la cantidad de moles de soluto por litro de disolución (o unidad equivalente).
- 71. FASES SOLIDOS LIQUIDAS GASEOSA Sólida líquida gaseosa medio dispersor -- -- -- sólido Vidrio, Cerámica y roca Terrenos húmedos, Tejidos blandos estructurados por células. Materiales porosos, Adsorbentes, pan. líquido Soles Geles Emulsiones Espumas Líquidos hirviendo gaseoso Aerosol humos Aerosol Nieblas Atmósfera
- 72. En física y química un coloide, sistema coloidal, suspensión coloidal o dispersión coloidal es un sistema conformado por dos o más fases, normalmente una fluida (líquido) y otra dispersa en forma de partículas generalmente sólidas muy finas, de diámetro comprendido entre 10-9 y 10-5 m. un coloide es una dispersión de partículas de tamaño inferior a 1 micra formada por una fase fluida y una fase dispersa. Ejemplos de coloides: Polvo flotando en el aire, humo de combustión, niebla, aerosol, espuma de cerveza, espuma de afeitado, nata, piedra pómez, leche.
- 73. Un coloide, sistema coloidal, suspensión coloidal o dispersión coloidal es un sistema fisicoquímico formado por dos o más fases, principalmente: una continua, normalmente fluida, y otra dispersa en forma de partículas; por lo general sólidas. La fase dispersa es la que se halla en menor proporción. Normalmente la fase continua es un líquido, pero pueden encontrarse coloides cuyos componentes se encuentran en otros estados de agregación. Una de las principales propiedades de los coloides es su tendencia espontánea a agregar o formar coágulos. Los coloides se clasifican según la magnitud de la atracción entre la fase dispersa y la fase continua o dispersante. Si esta última es líquida, los sistemas coloidales se catalogan como ”soles” y se subdividen en: •Liófobos, poca atracción entre la fase dispersa y el medio dispersante. •Liófilos, gran atracción entre la fase dispersa y el medio dispersante.
- 75. PROPIEDADES DE LOS SISTEMAS COLOIDALES: Coloides orgánicos e inorgánicos: de acuerdo a su composición química, los coloides se pueden clasificar en orgánicos e inorgánicos, Coloides esféricos y laminares: de acuerdo a la forma de la partícula que los formas, los coloides se clasifican principalmente en coloides esféricos y coloides lineales. Coloides moleculares y micelares: también se pueden estudiar los coloides de acuerdo al tamaño de sus partículas como coloides moleculares y coloides micelares, a su vez estos coloides pueden ser orgánicos o inorgánicos, o fibrosos o laminares. Coloides liofóbicos y liofílicos: las partículas de muchos coloides contienen grupos de átomos los cuales se disocian en iones, estos grupos ionizantes hacen que la partícula este eléctricamente cargada. Liofóbico significa “no gustar de o temer a un líquido”; en los soles liofóbicos no hay afinidad entre las partículas y el solvente, la estabilidad de estos depende principalmente de la carga de las partículas. Si el agua es el solvente, se utiliza el nombre hidrófobo. Liofílico significa “gustar de un líquido”, en este tipo de coloides hay interacción entre las partículas y el solvente.